ES2533678T3 - Procedure for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I**Fórmula** que comprende las etapas de procedimiento: a) hacer reaccionar un dialdehído C10 de fórmula II**Fórmula** en una reacción de Wittig doble con una sal de fosfonio C15 de fórmula III**Fórmula** en la que X- es el anión de un ácido orgánico o inorgánico HX, en un disolvente que comprende diclorometano, mediante adición de una solución de un alcoholato de metal alcalino o alcalinotérreo M1OR1 o M2(OR1)2 en un alcohol R1OH como base, en el que M1 es igual a Li, Na, K o Rb, M2 es igual a Mg, Ca, Sr o Ba y R1 es igual a metilo, etilo, n-propilo o iso-propilo, para dar una astaxantina de fórmula IV**Fórmula** en la que los dos dobles enlaces formados nuevos están presentes tanto en la configuración Z como en la configuración E, dado el caso seguido de un procesamiento acuoso de la mezcla de reacción para la separación de las sales M1X o M2X2; b) separar el alcohol R1OH de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento a) mediante lavado repetido de la mezcla de reacción con agua o mediante separación por destilación de una mezcla de disolventes que contiene diclorometano y el alcohol R1OH, dado el caso seguido del secado de la mezcla de reacción mediante separación de agua por medio de destilación azeotrópica de diclorometano y agua; c) hacer reaccionar la astaxantina de fórmula IV, que se encuentra en la mezcla de reacción tratada en la etapa de procedimiento b), en diclorometano mediante adición de cloruro de metilsuccinoílo de fórmula V**Fórmula** y una base orgánica que contiene nitrógeno para dar un dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la;**Fórmula** d) procesar de manera acuosa la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento c) para la separación de sales solubles en agua; e) intercambiar disolvente diclorometano por un alcohol R2OH mediante separación del diclorometano de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento d) por medio de destilación y adición del alcohol R2OH a la mezcla de reacción, siendo R2 igual a metilo, etilo, n-propilo o i-propilo; f) isomerizar térmicamente el dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la preparado en la etapa de procedimiento c) para dar dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I mediante calentamiento de la mezcla de reacción que contiene R2OH de la etapa de procedimiento e) hasta al menos 50 ºC, presentando la mezcla de reacción un contenido en agua del 10 % al 90 % en volumen de agua con respecto al volumen total de la mezcla de reacción, y produciéndose el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I en forma cristalina y aislándose dado el caso a continuación.Process for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I ** Formula ** comprising the process steps: a) reacting a C10 dialdehyde of formula II ** Formula ** in a double Wittig reaction with a salt of C15 phosphonium of formula III ** Formula ** in which X- is the anion of an organic or inorganic acid HX, in a solvent comprising dichloromethane, by adding a solution of an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate M1OR1 or M2 (OR1) 2 in an alcohol R1OH as the base, in which M1 is equal to Li, Na, K or Rb, M2 is equal to Mg, Ca, Sr or Ba and R1 is equal to methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl, to give an astaxanthin of formula IV ** Formula ** in which the two newly formed double bonds are present in both the Z configuration and the E configuration, if necessary followed by an aqueous processing of the mixture of reaction for the separation of salts M1X or M2X2; b) separating the alcohol R1OH from the reaction mixture of the process step a) by repeated washing of the reaction mixture with water or by distillation separation of a solvent mixture containing dichloromethane and the alcohol R1OH, if necessary of drying the reaction mixture by separation of water by means of azeotropic distillation of dichloromethane and water; c) reacting the astaxanthin of formula IV, which is in the reaction mixture treated in the process step b), in dichloromethane by adding methyl succinoyl chloride of formula V ** Formula ** and an organic base containing nitrogen to give an astaxanthin dimethyldisuccinate of the formula; ** Formula ** d) aqueous process the reaction mixture of the process step c) for the separation of water soluble salts; e) exchanging dichloromethane solvent for an R2OH alcohol by separating the dichloromethane from the reaction mixture of the process step d) by distillation and adding the R2OH alcohol to the reaction mixture, R2 being equal to methyl, ethyl, n- propyl or i-propyl; f) thermally isomerize the astaxanthin dimethyldisuccinate of the formula prepared in the process step c) to give astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I by heating the reaction mixture containing R2OH of the process step e) to at least 50 ° C, the reaction mixture having a water content of 10% to 90% by volume of water with respect to the total volume of the reaction mixture, and producing astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I in crystalline form and isolating if necessary below.
Description
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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Procedimiento para la preparación de dimetildisuccinato de astaxantina Procedure for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate
La presente invención se refiere a un procedimiento mejorado para la preparación de dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I. The present invention relates to an improved process for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I.
La propia astaxantina es un colorante codiciado que se usa sobre todo como aditivo para piensos para la pigmentación de salmón de cultivo. Astaxanthin itself is a coveted dye that is used primarily as a feed additive for pigmentation of farmed salmon.
Un procedimiento muy eficaz para la preparación de astaxantina es la olefinación de Wittig doble del dialdehído C10 simétrico de fórmula II con dos equivalentes de la correspondiente sal de fosfonio C15 de fórmula III así tal como se describe entre otros en Helv. Chim. Acta 64, 7, 2445 (1981). A very effective process for the preparation of astaxanthin is the double Wittig olefination of the symmetric C10 dialdehyde of formula II with two equivalents of the corresponding C15 phosphonium salt of formula III as described among others in Helv. Chim. Minutes 64, 7, 2445 (1981).
Esta reacción puede realizarse por ejemplo en diclorometano usando solución metanólica de metilato de sodio como base (véase también el documento WO 2007128574) o mediante calentamiento de los componentes de fórmulas II y III en 1,2-epoxibutano. This reaction can be carried out, for example, in dichloromethane using methanolic sodium methylate solution as a base (see also WO 2007128574) or by heating the components of formulas II and III in 1,2-epoxybutane.
Para la mejora de la estabilidad en almacenamiento de astaxantina en el pienso para pescado se proponen en el documento WO 03/066583 distintos diésteres de la astaxantina, mencionándose entre otros dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula I. For the improvement of the storage stability of astaxanthin in fish feed, various diesters of astaxanthin are proposed in WO 03/066583, mentioning among others astaxanthin dimethyldisuccinate of formula I.
Para la preparación de los diésteres de la astaxantina se hace reaccionar de acuerdo con el documento WO 03/066583 astaxantina cristalina en un disolvente inerte con un cloruro de ácido carboxílico o un anhídrido de ácido carboxílico en presencia de una base orgánica (documento WO 03/066583, página 7, líneas 3 a 20). En la esterificación de la astaxantina con un ácido libre se realiza la reacción en presencia de un reactivo de deshidratación (documento WO 03/066583, página 7, líneas 21 a 28). Se obtuvo dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula I de acuerdo con el ejemplo 5 en el documento WO 03/066583 (página 13, líneas 13 a 25) en un rendimiento del 49,9 % y una pureza del 79,3 %. Mediante recristalización posterior en cloruro de metileno / metanol pudo obtenerse el diéster en una pureza del 98 % (según HPLC). For the preparation of astaxanthin diesters, crystalline astaxanthin is reacted according to WO 03/066583 in an inert solvent with a carboxylic acid chloride or a carboxylic acid anhydride in the presence of an organic base (WO 03 / 066583, page 7, lines 3 to 20). In the esterification of astaxanthin with a free acid, the reaction is carried out in the presence of a dehydration reagent (WO 03/066583, page 7, lines 21 to 28). Astaxanthin dimethyldisuccinate of formula I was obtained according to example 5 in WO 03/066583 (page 13, lines 13 to 25) in a yield of 49.9% and a purity of 79.3%. By subsequent recrystallization from methylene chloride / methanol, the diester could be obtained in a purity of 98% (according to HPLC).
Es desventajoso en este procedimiento que como material de partida para la esterificación se use astaxantina cristalina. La preparación de astaxantina cristalina como producto intermedio para la esterificación significa un gasto de producción considerable para la cristalización, filtración, lavado, secado, llenado, almacenamiento y dosificación del sólido en la etapa siguiente. Además, con la cristalización de astaxantina se producen pérdidas de rendimiento mediante la solubilidad residual del producto de valor en la lejía madre. It is disadvantageous in this process that crystalline astaxanthin is used as the starting material for esterification. The preparation of crystalline astaxanthin as an intermediate for esterification means a considerable production expense for crystallization, filtration, washing, drying, filling, storage and dosing of the solid in the next step. Furthermore, with the crystallization of astaxanthin yield losses occur through the residual solubility of the product of value in the mother liquor.
El objetivo de la presente invención era mejorar los inconvenientes de la síntesis conocida de dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula I. Por un lado debía simplificarse el procedimiento para la preparación de dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula I y por otro lado debía mejorarse el rendimiento y la pureza de dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula I. The objective of the present invention was to improve the drawbacks of the known synthesis of astaxanthin dimethyldisuccinate of formula I. On the one hand the process for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate of formula I should be simplified and on the other hand the yield and purity should be improved of astaxanthin dimethyldisuccinate of formula I.
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Este objetivo se consigue mediante un procedimiento para la preparación de dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I This objective is achieved by a process for the preparation of astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I
que comprende las etapas de procedimiento: a) hacer reaccionar un dialdehído C10 de fórmula II comprising the process steps: a) reacting a C10 dialdehyde of formula II
en una reacción de Wittig doble con una sal de fosfonio C15 de fórmula III in a double Wittig reaction with a C15 phosphonium salt of formula III
en la que X-es el anión de un ácido orgánico o inorgánico HX, in which X-is the anion of an organic or inorganic acid HX,
10 en un disolvente que comprende diclorometano, mediante adición de una solución de un alcoholato de metal alcalino o alcalinotérreo M1OR1 o M2(OR1)2 en un alcohol R1OH como base, en el que 10 in a solvent comprising dichloromethane, by adding a solution of an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate M1OR1 or M2 (OR1) 2 in an alcohol R1OH as a base, in which
M1 es igual aLi, Na, K oRb, M2 es igual aMg, Ca, Sr oBa 15 y R1 es igual a metilo, etilo, n-propilo o iso-propilo, M1 is equal to Li, Na, K or Rb, M2 is equal to Mg, Ca, Sr or Ba 15 and R1 is equal to methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl,
para dar una astaxantina de fórmula IV to give an astaxanthin of formula IV
en la que los dos dobles enlaces formados nuevamente se encuentran tanto en la configuración Z como en la 20 configuración E, dado el caso seguido de un procesamiento acuoso de la mezcla de reacción para la separación de las sales M1X in which the two newly formed double bonds are found both in the Z configuration and in the E configuration 20, if necessary followed by an aqueous processing of the reaction mixture for the separation of the M1X salts
o M2X2; or M2X2;
b) separar el alcohol R1OH de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento a) mediante lavado repetido de la mezcla de reacción con agua o mediante separación por destilación de una mezcla de disolventes que b) separating the alcohol R1OH from the reaction mixture of the process step a) by repeated washing of the reaction mixture with water or by distillation separation of a mixture of solvents which
25 contiene diclorometano y el alcohol R1OH, dado el caso seguido del secado de la mezcla de reacción mediante separación de agua por medio de destilación azeotrópica de diclorometano y agua; 25 contains dichloromethane and R1OH alcohol, if necessary followed by drying the reaction mixture by separation of water by means of azeotropic distillation of dichloromethane and water;
c) hacer reaccionar la astaxantina de fórmula IV, que se encuentra en la mezcla de reacción tratada en la etapa de procedimiento b), en diclorometano mediante adición de cloruro de metilsuccinoílo de fórmula V c) reacting the astaxanthin of formula IV, which is in the reaction mixture treated in the process step b), in dichloromethane by adding methyl succinoyl chloride of formula V
y una base orgánica que contiene nitrógeno para dar un dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la; and an organic base containing nitrogen to give an astaxanthin dimethyldisuccinate of formula la;
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d) procesar de manera acuosa la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento c) para la separación de sales solubles en agua; d) aqueous processing the reaction mixture of the process step c) for the separation of water soluble salts;
e) intercambiar disolvente diclorometano por un alcohol R2OH mediante separación del diclorometano de la 5 mezcla de reacción de la etapa de procedimiento d) por medio de destilación y adición del alcohol R2OH a la mezcla de reacción, siendo R2 igual a metilo, etilo, n-propilo o i-propilo; e) exchanging dichloromethane solvent for an R2OH alcohol by separating the dichloromethane from the reaction mixture of the process step d) by distillation and adding the R2OH alcohol to the reaction mixture, R2 being equal to methyl, ethyl, n -propyl or i-propyl;
f) isomerizar térmicamente el dimetildisuccinato de fórmula Ia preparado en la etapa de procedimiento c) para obtener dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I mediante calentamiento de la mezcla de reacción que contiene R2OH de la etapa de procedimiento e) hasta al menos 50 ºC, presentando la mezcla de reacción un f) thermally isomerize the dimethyldisuccinate of formula Ia prepared in the process step c) to obtain astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I by heating the reaction mixture containing R2OH of the process step e) to at least 50 ° C , presenting the reaction mixture a
10 contenido en agua del 10 % al 90 % en volumen de agua con respecto al volumen total de la mezcla de reacción, y produciéndose el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I en forma cristalina y aislándose dado el caso a continuación. 10 water content of 10% to 90% by volume of water with respect to the total volume of the reaction mixture, and the astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I being produced in crystalline form and isolated as appropriate below.
En la etapa de procedimiento a) del procedimiento de acuerdo con la invención se hace reaccionar un dialdehído C10 de fórmula II In the process step a) of the process according to the invention, a C10 dialdehyde of formula II is reacted
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en una reacción de Wittig doble con una sal de fosfonio C15 de fórmula III in a double Wittig reaction with a C15 phosphonium salt of formula III
en la que X-es el anión de un ácido orgánico o inorgánico HX, tal como por ejemplo ácido clorhídrico, ácido bromhídrico o ácido yodhídrico, un ácido sulfónico, tal como ácido metanosulfónico, ácido p-toluenosulfónico o ácido 20 trifluorometanosulfónico, o un ácido trihaloacético, tal como ácido trifluoroacético o ácido tricloroacético, wherein X-is the anion of an organic or inorganic acid HX, such as for example hydrochloric acid, hydrobromic acid or hydroiodic acid, a sulfonic acid, such as methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid or trifluoromethanesulfonic acid, or an acid trihaloacetic acid, such as trifluoroacetic acid or trichloroacetic acid,
en un disolvente que comprende diclorometano, mediante adición de una solución de un alcoholato de metal alcalino in a solvent comprising dichloromethane, by adding a solution of an alkali metal alcoholate
o alcalinotérreo M1OR1 o M2(OR1)2, preferentemente de un alcoholato de metal alcalino M1OR1 en un alcohol R1OH como base, en el que or alkaline earth metal M1OR1 or M2 (OR1) 2, preferably of an alkali metal alcoholate M1OR1 in an alcohol R1OH as the base, in which
M1 es igual a Li, Na, K o Rb, preferentemente Li o Na, en particular Na, 25 M2 es igual a Mg, Ca, Sr o Ba, preferentemente Mg M1 is equal to Li, Na, K or Rb, preferably Li or Na, in particular Na, 25 M2 is equal to Mg, Ca, Sr or Ba, preferably Mg
R1 yes igual a metilo, etilo, n-propilo o iso-propilo, preferentemente metilo o etilo, en particular metilo, R1 is equal to methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl, preferably methyl or ethyl, in particular methyl,
para dar una astaxantina de fórmula IV to give an astaxanthin of formula IV
30 en la que los dos dobles enlaces formados nuevamente se encuentran tanto en la configuración Z como en la configuración E, dado el caso seguido de un procesamiento acuoso posterior de la mezcla de reacción para la separación de las sales M1X o M2X2. 30 in which the two newly formed double bonds are found both in the Z configuration and in the E configuration, if necessary followed by a subsequent aqueous processing of the reaction mixture for the separation of the M1X or M2X2 salts.
Preferentemente, en el caso del anión X-se trata de cloruro o bromuro. En la etapa de procedimiento a) se disuelven preferentemente en primer lugar el dialdehído C10 de fórmula II y la sal de fosfonio C15 de fórmula III en un disolvente Preferably, in the case of anion X, it is a chloride or bromide. In process step a) the C10 dialdehyde of formula II and the C15 phosphonium salt of formula III are preferably dissolved first in a solvent
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que contiene más del 90 % en volumen, de manera especialmente preferentemente más del 95 % en peso de diclorometano con respecto al volumen total del disolvente, en particular en diclorometano puro, es decir diclorometano con una pureza de más del 99 % en volumen. containing more than 90% by volume, especially preferably more than 95% by weight of dichloromethane with respect to the total volume of the solvent, in particular pure dichloromethane, that is dichloromethane with a purity of more than 99% by volume.
A continuación se condensan en la etapa de procedimiento a) preferentemente los compuestos de fórmulas II y III mediante adición de una solución de metanolato de sodio en metanol como base para obtener la astaxantina de fórmula IV. Subsequently, in the process step a), the compounds of formulas II and III are preferably condensed by adding a solution of sodium methanolate in methanol as a base to obtain the astaxanthin of formula IV.
En la astaxantina de fórmula IV, los dos dobles enlaces formados nuevamente se encuentran tanto en la configuración Z como en la configuración E. Predominantemente, es decir en más del 50 %, los dos dobles enlaces formados nuevamente en la astaxantina de fórmula IV tienen la configuración E, E. La proporción de los dobles enlaces formados nuevamente con configuración Z asciende en la mezcla de la astaxantina de fórmula IV a hasta el 25 %. In the astaxanthin of formula IV, the two newly formed double bonds are found in both the Z configuration and the E configuration. Predominantly, that is to say in more than 50%, the two double bonds formed again in the astaxanthin of formula IV have the configuration E, E. The proportion of the newly formed double bonds with Z configuration amounts to up to 25% in the mixture of the astaxanthin of formula IV.
Preferentemente, en la etapa de procedimiento a) se somete la mezcla de reacción a un procesamiento acuoso para la separación de las sales M1X o M2X2. Preferably, in the process step a) the reaction mixture is subjected to aqueous processing for the separation of the M1X or M2X2 salts.
Tras el procesamiento acuoso se obtiene como mezcla de reacción una solución bruta de astaxantina de fórmula IV en diclorometano, que está saturada en agua y contiene restos del alcohol R1OH, en particular metanol. After aqueous processing, a crude solution of astaxanthin of formula IV in dichloromethane is obtained as a reaction mixture, which is saturated in water and contains residues of the alcohol R 1 OH, in particular methanol.
En la etapa de procedimiento b) del procedimiento de acuerdo con la invención se separa el alcohol R1OH de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento a) mediante lavado repetido de la mezcla de reacción con agua o mediante separación por destilación de una mezcla de disolventes que contiene diclorometano y el alcohol R1OH, en particular mediante separación por destilación de la mezcla de disolventes que contiene diclorometano y el alcohol R1OH, dado el caso seguido de secado de la mezcla de reacción mediante separación de agua por medio de destilación azeotrópica de diclorometano y agua. In the process step b) of the process according to the invention, the alcohol R 1 OH is separated from the reaction mixture of the process step a) by repeated washing of the reaction mixture with water or by distillation separation of a mixture of solvents containing dichloromethane and R1OH alcohol, in particular by distillation separation of the solvent mixture containing dichloromethane and R1OH alcohol, if necessary followed by drying the reaction mixture by water separation by means of azeotropic dichloromethane distillation and water.
Preferentemente se separa el alcohol R1OH, en particular metanol en la etapa de procedimiento b) mediante destilación reiterada, lavado del destilado con agua y reconducción del destilado lavado en la solución bruta de astaxantina. Preferably, the alcohol R 1 OH is separated, in particular methanol in the process step b) by repeated distillation, washing of the distillate with water and reconduction of the distillate washed in the crude astaxanthin solution.
En el caso de metanol puede realizarse la separación del metanol de la mezcla de reacción tal como se ha descrito anteriormente de manera discontinua en varias etapas. En un procedimiento técnico se realiza la separación del metanol de la mezcla de reacción preferentemente de manera continua, separándose el metanol de la mezcla de reacción mediante lavado continuo del destilado de diclorometano que contiene metanol con agua en un aparato mezclador/decantador. A este respecto se reconduce la fase inferior orgánica continuamente a la solución bruta de astaxantina, hasta que la solución bruta de astaxantina esté libre de metanol. In the case of methanol, methanol can be separated from the reaction mixture as described above discontinuously in several steps. In a technical process the separation of methanol from the reaction mixture is preferably carried out continuously, the methanol being separated from the reaction mixture by continuous washing of the dichloromethane distillate containing methanol with water in a mixing / decanter apparatus. In this respect, the organic lower phase is continuously redirected to the crude astaxanthin solution, until the crude astaxanthin solution is free of methanol.
Preferentemente, tras realizar la separación de metanol, se seca la solución bruta de astaxantina saturada de agua según procedimientos conocidos por el experto, preferentemente mediante destilación azeotrópica (heteroazeótropo de diclorometano/agua). Esto puede realizarse mediante destilación sencilla o mediante recirculación de agua por medio de un separador de agua correspondientemente construido. Preferably, after performing the methanol separation, the crude saturated astaxanthin water solution is dried according to procedures known to the expert, preferably by azeotropic distillation (dichloromethane / water heteroazeotrope). This can be done by simple distillation or by recirculation of water by means of a correspondingly constructed water separator.
Todas las etapas de destilación se realizan preferentemente a presión normal, sin embargo pueden realizarse también a vacío parcial. Por motivos prácticos (capacidad de condensación de los azeótropos de diclorometano) no se trabaja sin embargo por debajo de 30 kPa. All distillation steps are preferably performed at normal pressure, however they can also be performed under partial vacuum. For practical reasons (condensation capacity of dichloromethane azeotropes), however, one does not work below 30 kPa.
En la etapa de procedimiento c) del procedimiento de acuerdo con la invención se hace reaccionar la astaxantina de fórmula IV, que se encuentra en la mezcla de reacción tratada en la etapa de procedimiento b), en diclorometano mediante adición de cloruro de metilsuccinoílo de fórmula V In the process step c) of the process according to the invention, the astaxanthin of formula IV, which is in the reaction mixture treated in the process step b), is reacted in dichloromethane by the addition of methyl succinoyl chloride of the formula V
y una base orgánica que contiene nitrógeno para dar un dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la and an organic base containing nitrogen to give an astaxanthin dimethyldisuccinate of formula la
La solución de diclorometano de astaxantina bruta obtenida en la etapa de procedimiento b) libre de R1OH, preferentemente también libre de agua, en particular libre de metanol y agua se hace reaccionar de manera en sí 5 The crude dichloromethane solution of astaxanthin obtained in the process step b) free of R 1 OH, preferably also free of water, in particular free of methanol and water is reacted in itself.
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conocida con el cloruro de metilsuccinoílo de fórmula V en presencia de una base orgánica para dar el dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la. Libre de agua o libre de R1OH significa en este contexto un contenido en agua o un contenido en R1OH en la mezcla de reacción inferior al 0,2 % en peso, preferentemente inferior al 0,1 % en peso, en particular inferior al 0,075 % en peso de agua o R1OH con respecto a la masa de la mezcla de reacción. known with the methylsuccinoyl chloride of formula V in the presence of an organic base to give the astaxanthin dimethyldisuccinate of formula la. Water-free or R1OH-free means in this context a water content or an R1OH content in the reaction mixture of less than 0.2% by weight, preferably less than 0.1% by weight, in particular less than 0.075% by weight of water or R 1 OH with respect to the mass of the reaction mixture.
Como base orgánica, que contiene nitrógeno pueden usarse por ejemplo aminas, tales como alquilaminas o arilaminas primarias, secundarias o terciarias, o heteroátomos básicos que contienen nitrógeno tales como piridina o derivados de piridina. Preferentemente se usan como base una trialquilamina tal como por ejemplo trietilamina, piridina o una dialquilaminopiridina tal como por ejemplo 4-dimetilaminopiridina. De manera especialmente preferente, en la etapa de procedimiento c) la base orgánica que contiene nitrógeno es piridina o un derivado de piridina. As the organic base, which contains nitrogen, for example, amines, such as primary, secondary or tertiary alkylamines or arylamines, or basic nitrogen-containing heteroatoms such as pyridine or pyridine derivatives can be used. Preferably, a trialkylamine such as, for example, triethylamine, pyridine or a dialkylaminopyridine such as, for example, 4-dimethylaminopyridine, is used as the basis. Especially preferably, in the process step c) the organic base containing nitrogen is pyridine or a pyridine derivative.
La proporción molar de astaxantina : cloruro de metilsuccinoílo se encuentra en el intervalo de 1 : 2,0 -1 : 3,0, preferentemente a 1 : 2,1 -1 : 2,5. La base se usa al menos de manera estequiométrica con respecto al cloruro de ácido, preferentemente sin embargo en un exceso del 10-50 % en mol, con respecto al cloruro de metilsuccinoílo. La temperatura de reacción puede encontrarse desde -10 ºC hasta la temperatura de reflujo de la mezcla de reacción. Preferentemente se realiza la reacción en el intervalo de temperatura de 0 ºC a 25 ºC. The molar ratio of astaxanthin: methylsuccinoyl chloride is in the range of 1: 2.0 -1: 3.0, preferably 1: 2.1 -1: 2.5. The base is used at least stoichiometrically with respect to the acid chloride, preferably however in an excess of 10-50% by mole, with respect to the methyl succinoyl chloride. The reaction temperature can be found from -10 ° C to the reflux temperature of the reaction mixture. The reaction is preferably carried out in the temperature range of 0 ° C to 25 ° C.
En la etapa de procedimiento d) del procedimiento de acuerdo con la invención se procesa de manera acuosa la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento c) para la separación de sales solubles en agua. A este respecto se separan los clorhidratos de la base orgánica, que contiene nitrógeno en gran parte, así como sales M1X o M2X2 dado el caso aún existentes, producidas en la etapa de procedimiento a) de la mezcla de reacción que contiene diclorometano. In the process step d) of the process according to the invention, the reaction mixture of the process step c) is processed aqueous for the separation of water soluble salts. In this respect, the hydrochlorides are separated from the organic base, which contains a large amount of nitrogen, as well as still existing M1X or M2X2 salts, produced in the process step a) of the reaction mixture containing dichloromethane.
En la etapa de procedimiento e) del procedimiento de acuerdo con la invención se intercambia el disolvente diclorometano por un alcohol R2OH mediante separación del diclorometano de la mezcla de reacción de la etapa de procedimiento d) por medio de destilación y adición del alcohol R2OH a la mezcla de reacción, siendo R2 igual a metilo, etilo, n-propilo o i-propilo, en particular igual a metilo. In the process step e) of the process according to the invention, the dichloromethane solvent is exchanged for an R2OH alcohol by separation of the dichloromethane from the reaction mixture of the process step d) by distillation and addition of the R2OH alcohol to the reaction mixture, R2 being equal to methyl, ethyl, n-propyl or i-propyl, in particular equal to methyl.
Preferentemente, en la etapa de procedimiento e) el alcohol R2OH es igual a metanol. Preferably, in the process step e) the alcohol R2OH is equal to methanol.
El intercambio de disolventes puede realizarse por etapas, separándose por destilación una determinada cantidad de diclorometano y sustituyéndose por una determinada cantidad de alcohol R2OH y este modo de proceder se repite hasta que se haya separado el diclorometano en la cantidad deseada, preferentemente de manera completa. Como alternativa, el diclorometano separado mediante destilación puede sustituirse también continuamente por el correspondiente volumen del alcohol R2OH (modo de procedimiento isocórico). La separación completa de diclorometano significa en el contexto anterior que el contenido residual en diclorometano es inferior al 0,5 % en peso, preferentemente inferior al 0,1 % en peso, en particular inferior al 0,05 % en peso de diclorometano con respecto a la masa de la mezcla de reacción. The solvent exchange can be carried out in stages, a certain amount of dichloromethane being distilled off and replaced by a certain amount of R2OH alcohol and this procedure is repeated until the dichloromethane has been separated in the desired amount, preferably completely. Alternatively, the dichloromethane separated by distillation can also be continuously replaced by the corresponding volume of the alcohol R2OH (isocoric process mode). The complete separation of dichloromethane means in the previous context that the residual dichloromethane content is less than 0.5% by weight, preferably less than 0.1% by weight, in particular less than 0.05% by weight of dichloromethane with respect to to the mass of the reaction mixture.
El intercambio de disolventes se realiza para poder cristalizar el dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la y en particular el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I, que son muy solubles en diclorometano, en un alcohol R2OH, permaneciendo en disolución el óxido de trifenilfosfina aún existente de la etapa de procedimiento a) y pudiéndose separar bien por consiguiente del producto cristalino. The solvent exchange is carried out in order to crystallize the astaxanthin dimethyldisuccinate of formula la and in particular the astaxanthin aII-E dimethyldisuccinate of formula I, which are very soluble in dichloromethane, in an R2OH alcohol, the triphenylphosphine oxide still remaining in solution existing from the process stage a) and being able to separate well from the crystalline product accordingly.
Preferentemente se añade agua al alcohol R2OH, en particular metanol, seleccionándose la cantidad de agua de modo que no precipite aún el óxido de trifenilfosfina. En principio puede haberse añadido el agua, al menos parcialmente, ya antes del intercambio de disolventes (etapa de procedimiento e)) a la mezcla de reacción. Para el cálculo y la determinación más sencillos de la cantidad de agua necesaria para un contenido en agua deseado, no se añade el agua hasta el intercambio de disolventes de diclorometano por el alcohol R2OH, en particular por metanol, a la mezcla de reacción. Preferentemente se ajusta un contenido en agua del 10 % al 90 % en volumen, de manera especialmente preferente del 30 % al 70 % en volumen, de manera muy especialmente preferentemente del 40 % al 60 % en peso, en particular del 45 % al 55 % en volumen de agua con respecto al volumen total de la mezcla de reacción. Preferably water is added to the R2OH alcohol, in particular methanol, the amount of water being selected such that triphenylphosphine oxide does not precipitate yet. In principle, the water may have been added, at least partially, already before the solvent exchange (process step e)) to the reaction mixture. For the simplest calculation and determination of the amount of water necessary for a desired water content, the water is not added until the exchange of dichloromethane solvents for the R2OH alcohol, in particular methanol, to the reaction mixture. Preferably a water content of 10% to 90% by volume is adjusted, especially preferably from 30% to 70% by volume, very especially preferably from 40% to 60% by weight, in particular from 45% to 55%. % by volume of water with respect to the total volume of the reaction mixture.
En la etapa de procedimiento f) del procedimiento de acuerdo con la invención se isomeriza térmicamente el dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la preparado en la etapa de procedimiento c) mediante calentamiento de la mezcla de reacción que contiene R2OH de la etapa de procedimiento e) hasta al menos 50 ºC para dar el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I, presentando la mezcla de reacción un contenido en agua del 10 % al 90 % en peso, de manera especialmente preferente del 30 % al 70 % en volumen, de manera muy especialmente preferente del 40 % al 60 % en volumen, en particular del 45 % al 55 % en volumen de agua con respecto al volumen total de la mezcla de reacción, y produciéndose el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I en forma cristalina y aislándose dado el caso a continuación. In the process step f) of the process according to the invention, the astaxanthin dimethyldisuccinate of the formula prepared in the process step c) isomerically isomerized by heating the reaction mixture containing R2OH of the process step e) to at least 50 ° C to give astaxanthin aII-E dimethyldisuccinate of formula I, the reaction mixture having a water content of 10% to 90% by weight, especially preferably 30% to 70% by volume, so very particularly preferred from 40% to 60% by volume, in particular from 45% to 55% by volume of water with respect to the total volume of the reaction mixture, and producing astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I in crystalline form and isolating itself if necessary below.
La mezcla de reacción de la etapa de procedimiento e) se isomeriza preferentemente a una temperatura entre 80 ºC y 120 ºC, de manera especialmente preferente entre 90 ºC y 110 ºC. En caso de que la temperatura deseada se encuentre por encima del punto de ebullición del disolvente o de la mezcla de disolventes con presión atmosférica, The reaction mixture of the process step e) is preferably isomerized at a temperature between 80 ° C and 120 ° C, especially preferably between 90 ° C and 110 ° C. If the desired temperature is above the boiling point of the solvent or of the solvent mixture with atmospheric pressure,
5 5
10 10
15 fifteen
20 twenty
25 25
30 30
35 35
40 40
45 Four. Five
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se calienta la mezcla de reacción en un sistema cerrado que es adecuado para la sobrepresión que se genera. The reaction mixture is heated in a closed system that is suitable for the overpressure that is generated.
Preferentemente se realiza en la etapa de procedimiento f) la isomerización térmica en metanol acuoso entre 80 ºC y 120 ºC, de manera especialmente preferente entre 90 ºC y 110 ºC con presión inherente en un aparato cerrado. The thermal isomerization in aqueous methanol between 80 ° C and 120 ° C is preferably carried out in the process step f), especially preferably between 90 ° C and 110 ° C with pressure inherent in a closed apparatus.
La mezcla de reacción se isomeriza térmicamente de manera habitual durante de 1 a 20 h a una temperatura entre 80 ºC y 120 ºC. A temperaturas más bajas puede ser este tiempo también más largo. The reaction mixture is usually thermally isomerized for 1 to 20 hours at a temperature between 80 ° C and 120 ° C. At lower temperatures this time may also be longer.
Preferentemente se ajusta el contenido en agua definido en la etapa de procedimiento f) mediante adición de agua a la mezcla de reacción a continuación de la etapa de procedimiento e). The water content defined in process step f) is preferably adjusted by adding water to the reaction mixture following process step e).
Tras la isomerización térmica se enfría la mezcla habitualmente hasta de 0 ºC a 25 ºC, preferentemente de 0 ºC a 12 ºC y el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I cristalizado puede aislarse en alto rendimiento y pureza mediante filtración. After thermal isomerization, the mixture is usually cooled to 0 ° C to 25 ° C, preferably 0 ° C to 12 ° C, and crystallized formula I astaxanthin aII-E dimethyldisuccinate can be isolated in high yield and purity by filtration.
El procedimiento de acuerdo con la invención descrito anteriormente evita los inconvenientes del proceso de dos etapas, en el que en primer lugar se aísla astaxantina toda E y este producto cristalino se hace reaccionar a continuación para dar el dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I. Sorprendentemente se mostró que una astaxantina de fórmula IV preparada a partir del dialdehído C10 de fórmula II y la sal de fosfonio C15 de fórmula III no debe aislarse en sustancia para la conversión en dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la, sino que puede hacerse reaccionar como solución bruta en presencia de óxido de trifenilfosfina y otras impurezas de la síntesis directamente con cloruro de metilsuccinoílo de fórmula V (4-cloro-4-oxo-butirato de metilo) para dar dimetildisuccinato de astaxantina de fórmula la, y a partir de esto puede obtenerse tras isomerización térmica dimetildisuccinato de astaxantina aII-E de fórmula I en alto rendimiento y pureza en forma cristalina. The process according to the invention described above avoids the drawbacks of the two-stage process, in which first all astaxanthin E is isolated and this crystalline product is then reacted to give the astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I Surprisingly it was shown that an astaxanthin of formula IV prepared from the dialdehyde C10 of formula II and the phosphonium salt of C15 of formula III should not be isolated in substance for the conversion to dimethyldisuccinate of astaxanthin of formula la, but that it can be reacted as crude solution in the presence of triphenylphosphine oxide and other impurities of the synthesis directly with methyl methylsuccininochloride of formula V (methyl 4-chloro-4-oxo-butyrate) to give astaxanthin dimethyldisuccinate of formula la, and from this can be obtained after thermal isomerization astaxanthin dimethyldisuccinate aII-E of formula I in high yield and purity in crystalline form
La invención se explica mediante el siguiente ejemplo, que no limita sin embargo la invención. The invention is explained by the following example, which does not however limit the invention.
Ejemplo 1 Example 1
Se preparó la solución bruta de astaxantina mediante reacción de II con III en diclorometano usando solución de metilato de sodio metanólica (véase Helv. Chim. Acta 64, 7, 2445 (1981). La solución contiene el 4,56 % en peso de astaxantina (análisis de HPLC) y el 0,8 % en peso de metanol (análisis de CG) así como el 0,55 % en peso de agua (titulación de Karl-Fischer). The crude astaxanthin solution was prepared by reaction of II with III in dichloromethane using methanolic sodium methylate solution (see Helv. Chim. Acta 64, 7, 2445 (1981). The solution contains 4.56% by weight of astaxanthin (HPLC analysis) and 0.8% by weight of methanol (GC analysis) as well as 0.55% by weight of water (Karl-Fischer titration).
Se dispusieron 982 g de esta solución (que corresponden a 75 mmol de astaxantina). A presión normal se separaron por destilación a través de una cabeza de columna Normag 350 ml de disolvente. La fase superior acuosa del destilado se separó y la fase inferior se lavó con 175 g de agua. Las fases se separaron y la fase inferior orgánica se recondujo al fondo de destilación. 982 g of this solution were placed (corresponding to 75 mmol of astaxanthin). At normal pressure, 350 ml of solvent was distilled off through a Normag column head. The upper aqueous phase of the distillate was separated and the lower phase was washed with 175 g of water. The phases were separated and the lower organic phase was redirected to the bottom of distillation.
Este procedimiento se repitió aún dos veces. A continuación se separaron por destilación 350 ml de disolvente a presión normal. El residuo de destilación que queda ya no contenía metanol. El contenido en agua se encontraba en el 0,051 % en peso. This procedure was repeated twice. Then 350 ml of solvent was distilled off at normal pressure. The remaining distillation residue no longer contained methanol. The water content was 0.051% by weight.
Al residuo de destilación se añadieron a 20 ºC 21,36 g (270 mmol) de piridina. A continuación se añadieron gota a gota a 20 ºC 34,92 g (225,0 mmol) de cloruro de metilsuccinoílo (4-cloro-4-oxobutirato de metilo) en 30 min. La mezcla de reacción se agitó posteriormente durante 3 h a 20-25 ºC. Entonces se hidrolizó la mezcla de reacción mediante adición de 100 ml de agua. La fase acuosa se separó y la fase orgánica se lavó dos veces con en cada caso 100 ml de agua. A continuación se separó por destilación el diclorometano a través de una cabeza de columna Normag. El destilado se sustituyó simultáneamente por metanol (modo de procedimiento isocórico), hasta que se había conseguido la temperatura de transición de 65 ºC. La mezcla se mezcló con 300 ml de agua, se agitó posteriormente durante 4 h a 100 ºC con presión inherente, se enfrió hasta 10 ºC y se agitó durante 1 h a 10 ºC. El producto precipitado se separó por filtración, se lavó dos veces con en cada caso 50 ml de metanol frío (10 ºC) y se secó durante la noche en la estufa a vacío a 50 ºC hasta 1 kPa. To the distillation residue, 21.36 g (270 mmol) of pyridine were added at 20 ° C. Then, 34.92 g (225.0 mmol) of methyl succinoyl chloride (4-chloro-4-methyl oxobutyrate) was added dropwise at 20 ° C in 30 min. The reaction mixture was subsequently stirred for 3 h at 20-25 ° C. The reaction mixture was then hydrolyzed by adding 100 ml of water. The aqueous phase was separated and the organic phase was washed twice with 100 ml of water in each case. The dichloromethane was then distilled off through a Normag column head. The distillate was replaced simultaneously with methanol (isocoric process mode), until the transition temperature of 65 ° C had been achieved. The mixture was mixed with 300 ml of water, subsequently stirred for 4 h at 100 ° C with inherent pressure, cooled to 10 ° C and stirred for 1 h at 10 ° C. The precipitated product was filtered off, washed twice with in each case 50 ml of cold methanol (10 ° C) and dried overnight in the oven under vacuum at 50 ° C to 1 kPa.
Peso final: 52,5 g de Ax-DMDS (84,9 % con respecto a astaxantina en la solución bruta) Pf: 115-117 ºC Pureza: 94,6 % (% de superficie de HPLC) Final weight: 52.5 g of Ax-DMDS (84.9% with respect to astaxanthin in the crude solution) Mp: 115-117 ° C Purity: 94.6% (% HPLC surface)
Claims (6)
- 2. 2.
- Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa de procedimiento a) la base es una solución de 15 metanolato de sodio en metanol. Process according to claim 1, wherein in the process step a) the base is a solution of sodium methanolate in methanol.
- 4. Four.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que en la etapa de procedimiento c) la base orgánica 20 que contiene nitrógeno es piridina o un derivado de piridina. Process according to one of claims 1 to 3, wherein in the process step c) the organic base containing nitrogen is pyridine or a pyridine derivative.
- 5. 5.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que en la etapa de procedimiento e) el alcohol R2OH es igual a metanol. Process according to one of claims 1 to 4, wherein in the process step e) the alcohol R2OH is equal to methanol.
- 6. 6.
- Procedimiento según la reivindicación 5, en el que en la etapa de procedimiento f) se realiza la isomerización térmica en metanol acuoso entre 80 ºC y 120 ºC con presión inherente en un aparato cerrado. Process according to claim 5, wherein in the process step f) thermal isomerization is carried out in aqueous methanol between 80 ° C and 120 ° C with pressure inherent in a closed apparatus.
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